• 【STM8】SPI通讯


    这篇内容有点长,如果有人想透过我的博客学习STM8的SPI,那是我的荣幸

    首先我要先说大纲,这样大家心里比较有底,可以把精力都用在SPI理解上

    【SPI初步介绍】:介绍SPI如何接线、名称解释、通讯注意事项

    【SPI引脚 - 初始化(上)】:相对于STM8,SPI的引脚位置说明,还有引脚的设置,另外还有初始化的部分代码

    【SPI寄存器 - 初始化(下)】:使用寄存器做一些设定,例如波特率、SPI开启或关闭、SPI中断、传输方式。。。太多了,要看寄存器手册,我有整理图片出来,另外还包括完整的初始化代码

    【SPI通讯】:SPI发送数据、SPI轮询方式接收数据、SPI中断方式接收数据

    【SPI初步介绍】

    下图是SPI的通讯方式

    M:Master(主)

    S:Slave(从)

    I:Input(输入)

    O:Output(输出)

    MISO:主设备(M)接收(I)数据,从设备(S)输出(O)数据

    MOSI:主设备(M)输出(O)数据,从设备(S)接收(I)数据

    SCK:时钟讯号

    GPIO:普通I/O口

    NSS:或叫SS,由外部的高低电平决定自己是主机还是从机,在STM8里,可以由软件决定,从而省下一个引脚去做别的事情,其他的芯片,就要去看datasheet才知道了

    CS:片选(不一定会有),从机决定接收数据的依据,应用在SPI一主多从,就像广播一样,『一年二班小朋友起立!』,但一年一班的小朋友也听到了,不过你不要起立啊,当然,一主一从也有可能用到的

    上面解释了各引脚功能,下面解释SPI的通讯方式:

    MOSI:主机发送线路。额外说明,主机想收到从机数据,主机要提供SCK,但是产生SCK的唯一条件,就是主机要发数据出去,哪怕是无意义的数据(伪字节),不管主机想发还是收,都不能省略这条线

    MISO:如果不打算接收从机数据,就不要接了,如果想收,作为配套的,SCK这条线就必然要接上了

    SCK:可接可不接,不接的情况下,是从机已经规定好接收格式,主机必须按照这个格式发送

    NSS:可接可不接,上面解释过了

    CS:可接可不接,上面也解释过了

    最后一点,主机和从机的GND要连上,原理我不知道,这经验是从串口(UART)学来的,任何通讯方式都要共地

    【SPI引脚 - 初始化(上)】

    因为我是用STM8S开发板来研究的,所以内容就局限在这里,链接是我的另一篇博客,介绍开发板和一些工具https://www.cnblogs.com/PureHeart/p/10824556.html

    下面是引脚图

     

    这就是SPI相关的引脚,文章一开始也说了,某些情况下,可以省略几个引脚

    然后要说设置的部分了

    MISO要设置成『弱上拉输入模式』

    MOSI、SCK要设置成『推挽输出模式』

    为什么设置成这样,原理我不懂,但是能实现就好了不是吗?

    在现今社会里,没有成功就代表什么都不是,可以纠结原理,但不是必要?

    扯远了,回来说正题,这两种模式,需要看寄存器手册,我知道有人是用『库』来开发

    但我自学的时候就学寄存器了

    下面这张图,是GPIO的设定

    MISO对应的引脚是PC7,设定为『弱上拉输入模式』,所以DDR=0,CR1=1,CR2=0

    MOSI对应的引脚是PC6,设定为『推挽输出模式』,所以DDR=1,CR1=1,CR2=0

    SCK对应的引脚是PC5,设定为『推挽输出模式』,所以DDR=1,CR1=1,CR2=0

    NSS我不想外部控制,想用软件的方式选择是主机还是从机,在后续文章关于SPI寄存器会有说明

    有了这份数据,可以写代码了,不过先上一张Px_DDR寄存器的图,关于GPIO的寄存器,我觉得看上面的表格应该就够了,上图只是说明对应位置

    PC_DDR = 0x60; // 0110 0000
    PC_CR1 = 0xe0; // 1110 0000
    PC_CR2 = 0x60; // 0110 0000
    
    /* ==================== 分割线 ====================== 上方是寄存器控制,相对来说比较简洁的写法 */
    /* ==================== 分割线 ====================== 下方是比较针对的写法,直接控制寄存器内的某一位,两种写法选一个即可 */
    
    PC_DDR_DDR5 = 1;    // 配置PC5(SCK)端口为输出模式
    PC_CR1_C15 = 1;     // 配置PC5(SCK)端口为推挽输出模式
    PC_CR2_C25 = 1;     // 配置PC5(SCK)端口为高速率输出
        
    PC_DDR_DDR6 = 1;    // 配置PC6(MOSI)端口为输出模式
    PC_CR1_C16 = 1;     // 配置PC6(MOSI)端口为推挽输出模式
    PC_CR2_C26 = 1;     // 配置PC6(MOSI)端口为高速率输出
        
    PC_DDR_DDR7 = 0;    // 配置PC7(MISO)端口为输入模式
    PC_CR1_C17 = 1;     // 配置PC7(MISO)端口为弱上拉输入模式
    PC_CR2_C27 = 0;     // 禁止PC7(MISO)端口外部中断
    

     关于『寄存器』和『寄存器的某一位』,直接用一个例子来解释比较快

    【所有一年级的学生去操场】【一年一班的同学去操场】

    『寄存器』就相当于一年级

    『寄存器的某一位』就相当于一年级的某一班

    上面也说了,分割线的上方和下方,选择一个来用即可

    上面代码的变量,全部都定义在『iostm8s103F3.h』里面了,当然,这是官方的头文件里面的内容,不是我自己命名这些变量的

    貌似官方没有SPI范例,但是有Timer、UART之类的范例,随便拿一个来添加SPI代码即可

    这是官方全部范例的链接,提取码是gszh,需要请自取https://pan.baidu.com/s/1La0LdFQxKl2_AyZXkBkv3w

    【SPI寄存器 - 初始化(下)】

    虽然图片有点多,但是代码没几行的

    下面我直接贴上我测试时的代码,具体情况可能大家都不同,寄存器的几个位修改一下就好了,我直接配合『初始化-上』的代码一起贴出来

     其实整个初始化的思路如下

    1.打开SPI时钟

    2.引脚配置

    3.开启SPI中断(如果不需要则不用开)

    4.设置SPI_CR1(SPI控制寄存器1)

    5.设置SPI_CR2(SPI控制寄存器2)

    6.开启SPI

    void Init_SPI(void)
    {
        CLK_PCKENR1 |= 0x02; //打开SPI时钟 
        /*PC6、PC5设置为输出,最大10MHz*/ 
        //PC_DDR = 0x60; // 0110 0000
        //PC_CR1 = 0xe0; // 1110 0000 
        //PC_CR2 = 0x60; // 0110 0000 
        
        PC_DDR_DDR5 = 1;    // 配置PC5(SCK)端口为输出模式
        PC_CR1_C15 = 1;     // 配置PC5(SCK)端口为推挽输出模式
        PC_CR2_C25 = 1;     // 配置PC5(SCK)端口为高速率输出
        
        PC_DDR_DDR6 = 1;    // 配置PC6(MOSI)端口为输出模式
        PC_CR1_C16 = 1;     // 配置PC6(MOSI)端口为推挽输出模式
        PC_CR2_C26 = 1;     // 配置PC6(MOSI)端口为高速率输出
        
        PC_DDR_DDR7 = 0;    // 配置PC7(MISO)端口为输入模式
        PC_CR1_C17 = 1;     // 配置PC7(MISO)端口为弱上拉输入模式
        PC_CR2_C27 = 0;     // 禁止PC7(MISO)端口外部中断
        
        SPI_ICR_RXIE = 1; // 开启SPI中断接收(下方备注)
        
        // [7]先发MSB
        // [6]禁止SPI
        // [5][4][3]f_Master / 2
        // [2]主设备
        // [1]空闲时SCK保持低电平
        // [0]数据采样从第一个时钟沿开始
        SPI_CR1 = 0x04; /*MSB、1MHz、主设备、CPOL空闲为低、CPHA第一个时钟开始*/ 
        
        // [7]双线单向模式
        // [6]输入使能(只接收模式)
        // [5]CRC计算禁止
        // [4]下个发送数据来自Tx缓冲
        // [3]保留
        // [2]全双工(同时收发)
        // [1]使能软件从设备管理(不需要判断硬件CS位,节省一个引脚)
        // [0]主模式
        SPI_CR2 = 0x03; /*双线单向视距传输、CRC计算禁止、软件NSS、主模式*/ 
        
        SPI_CR1_SPE = 1; // 打开SPI
    } 
    

    备注:关于中断的部分,如果想要使用,还必须加上一行代码『asm("rim");』,通常加在main函数里面的while(1)之前

          这个代码就像电源的总闸一样,你房间的电闸打开了,但总闸没开,结果还是没有电

          当然有一个相对应的,就是关闭总闸『asm("sim");』

    【SPI通讯】

    终于到最后的环节了,关于发送和接收,接收又分两种,轮询和中断

    直接上代码吧,也没几行

    /* SPI发送 */
    void SPI_sendchar(unsigned char c)
    {
        while(!(SPI_SR & 0x02));    // 等待发送缓冲区『为』空
        SPI_DR = c;                  // 将发送的数据写到数据寄存器
        //while(!(SPI_SR & 0x01));    // 轮询的方式,等待接收缓冲区『非』空
        //UART1_sendchar(SPI_DR); // 备注
    }
    
    /* SPI中断 */
    #pragma vector=SPI_RXNE_vector
    __interrupt void SPI_RXNE_IRQHandler(void)
    {
        //RxBuf[cnt++]=SPI_DR;
        while(!(SPI_SR & 0x01)); // 轮询
        UART1_sendchar(SPI_DR); // 备注
    }
    

     备注:我用很迂回的方式来显示结果,逻辑分析仪抓SPI还没研究成功,所以我借用了UART(串口)

           轮询或中断接收到数据,透过串口把数据发送给『USB转TTL小板』,在电脑上用串口调试助手显示出来

    终于写完了,谢谢你的观看,希望对你有帮助

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/PureHeart/p/10749264.html
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